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电池博客

分析锂动力电池在其生命周期内锂动力电池自放电的原因

来源:宝鄂实业    2019-04-01 12:42    点击量:
动力电池产生自放电的主要原因是由于电极在电解液中处于热力学的不稳定状态,锂即动力电池的两个电极各自发生氧化还原反应的结果。在锂动力电池的两个电极中,负极的自放电是主要的,自放电的发生使活性物质被消耗,转变成不能利用的热能。

摘要:本文在简介了锂动力电池自放电表示形式的基础上,重点分析了锂动力电池在其生命周期内锂动力电池自放电的原因、影响锂动力电池自放电率的后天因素及自放电对锂动力电池模组的影响。

关键词:自放电、微短路、副反应

1.锂动力电池自放电

锂动力电池在充电时不用先进行放电(因锂动力电池无记忆性),给使用带来了极大的方便性,同时也极大地节省了电能。锂动力电池还具备自放电低的优点,在非使用状态下贮存,内部几乎不发生化学反应,相当稳定。锂动力电池的自放电率仅为5%~10%。

锂动力电池自放电是指锂动力电池在开路搁置时的自动放电现象,即含一定电量的锂动力电池,在某一环境的温度下,放置一段时间后,会损失一部分容量,这就是自放电。锂动力电池发生自放电将直接减少锂动力电池可输出的电量,使锂动力电池容量降低。锂动力电池自放电大小可以用三种形式来表示:

1)用每天锂动力电池端电压下降了多少mV来衡量,即mV/天,合格的锂动力电池一天的压降不应超过2mV。

2)用的K值表示,锂动力电池在单位时间内压降多少,也就是mV/h,即一个小时锂动力电池端电压电压下降了多少mV,合格的锂动力电池K值一般都在0.08mV/h以内,锂动力电池K值表示式如下:

K=V1-V2/△T

式中:V1为一小时前的锂动力电池端电压,V2为一小时后的锂动力电池端电压。

3)用自放电率来表示,即在规定时间内锂动力电池容量降低的百分数:

式中:Y%为自放电率;C1为锂动力电池搁置前的容量;C2为锂动力电池搁置后的容量;T为锂动力电池的搁置时间,一般用天、周、月或年来表示。

锂动力电池由于受到电解液适配性、石墨负极特性、装配不一致等原因,常常会在使用或存放过程中出现电压下降的现象。电压下降的很大一部分原因是由锂动力电池电芯自身的自放电引起的。

2.锂动力电池自放电的原因

锂动力电池产生自放电的主要原因是由于电极在电解液中处于热力学的不稳定状态,锂即动力电池的两个电极各自发生氧化还原反应的结果。在锂动力电池的两个电极中,负极的自放电是主要的,自放电的发生使活性物质被消耗,转变成不能利用的热能。

锂动力电池自放电速率的大小是由动力学的因素决定的,主要取决于电极材料的本性、表面状态、电解液的组成和浓度、杂质含量等,也取决与搁置的环境条件,如温度和湿度等因素。